發(fā)布時間：2017-08-30 14:16

  本文關鍵詞：單側雙排四通管擠脹成形試驗研究

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【摘要】：管材內高壓脹形技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展,其成形機理研究和制造工藝研究有了較大的進展。與沖壓焊接的傳統(tǒng)工藝相比,管材使用內壓脹形成形的產(chǎn)品具有比強度高、比剛度高、應力集中更小、材料流動性更好、壁厚分布更均勻、成形極限更高等特點。空調冷凝管屬于并排多支管,使用傳統(tǒng)焊接工藝加工時存在焊接曲面過渡不平滑、表面質量較低、應力集中較大、焊縫質量不穩(wěn)定、冷凝管使用壽命不長等問題。利用內壓脹形的方法成形空調冷凝管可改善上述缺點。單側雙排四通管屬于并排多支管的一部分,研究單側雙排四通管的內壓脹形規(guī)律對研究并排多支管的成形具有重要意義。本文從理論分析和試驗研究的角度研究單側雙排四通管的擠脹成形,探究多種工藝參量對成形的影響規(guī)律,為探索成形出更高支管的工藝提供參考。首先,對單側雙排四通管成形進行力學分析。在忽略厚向應力的前提下,描述單側雙排四通管的塑形條件,分析成形初始階段兩支管外側、內側、成形區(qū)的應力應變狀態(tài),分析成形中期兩支管外側、內側、成形區(qū)的應力應變狀態(tài),針對進行試驗的管材所需內壓力和進給力進行估算。其次,為成形試驗做準備,搭建成形試驗平臺。對比多種成形模具設計方案,選擇使用千斤頂進行軸向加載的方案,并對成形裝置進行設計與制造。之后進行進給力測量與記錄平臺的搭建,選擇進給力測量裝置,并進行測量與記錄的實現(xiàn)。使用液壓油缸提供背壓力并設計液壓系統(tǒng)。最后,進行試驗研究。介紹單側雙排四通管成形試驗過程常見的缺陷,并分析缺陷成因。對比脹形介質潤滑脂和工業(yè)橡皮泥,潤滑脂密封性差,成形中間階段不易控制其量,工業(yè)橡皮泥則可以。分析單側雙排四通管成形時的金屬流動規(guī)律,靠近支管處周向應力加大,材料流動曲線指向支管,靠近支管處流動曲線的曲率增大。經(jīng)測量,壁厚最厚處為主管靠近進給沖頭凸臺端面處,最薄為支管頂端內側圓角處。從試驗的角度分析摩擦條件、熱處理溫度、管胚長度、背壓力、背壓沖頭預留量、加載路徑等工藝因素對成形的影響。試驗結果表明,有潤滑時成形效果更好；熱處理溫度為450℃時管材成形極限更高；較短的管胚成形時支管成形極限更高;背壓力越大,支管高度越小,背壓沖頭預留量對支管高度、進給量、壁厚的影響都不顯著；加載路徑對支管高度的影響大,補料程度增加,支管高度顯著增加。
【關鍵詞】：內高壓 擠脹成形 力學分析 試驗平臺 試驗研究
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 目錄9-12
• CONTENTS12-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 引言15-16
• 1.2 管材脹形的基本原理及特點16-17
• 1.3 管材內壓脹形目前的研究成果17-20
• 1.3.1 國外研究成果及趨勢17-18
• 1.3.2 國內研究成果及趨勢18-20
• 1.4 課題來源、研究內容及研究方法20-21
• 1.4.1 課題來源20
• 1.4.2 課題研究內容及創(chuàng)新點20-21
• 1.4.3 課題研究方法21
• 1.5 本章小結21-22
• 第二章 單側雙排四通管成形力學分析22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 管材變形力學條件22-24
• 2.3 成形初始階段的力學分析24-27
• 2.3.1 外側主管力學分析24-26
• 2.3.2 內側主管力學分析26
• 2.3.3 成形區(qū)力學分析26-27
• 2.4 成形中期的力學分析27-30
• 2.4.1 外側主管應力應變分析27-28
• 2.4.2 內側主管應力應變分析28-29
• 2.4.3 支管頂端應力應變分析29
• 2.4.4 支管側壁應力應變分析29-30
• 2.5 內壓和進給力的估算30-32
• 2.6 本章小結32-34
• 第三章 成形試驗平臺搭建34-63
• 3.1 引言34
• 3.2 成形裝置與模具設計方案的對比34-39
• 3.3 進給力測量裝置及測量方法39-59
• 3.3.1 進給力測量裝置40-49
• 3.3.2 進給力記錄與保存軟件實現(xiàn)49-59
• 3.4 背壓力測量裝置及測量、控制方法59-61
• 3.5 壁厚測量裝置及測量方法61
• 3.6 本章小結61-63
• 第四章 成形試驗安排及結果分析63-93
• 4.1 引言63
• 4.2 脹形介質的對比選擇63-64
• 4.3 熱處理條件對成形的影響分析64-67
• 4.4 不同摩擦條件的影響分析67-68
• 4.5 管胚長度對成形的影響分析68-70
• 4.6 背壓力、平衡沖頭預留量、進給量對成形的影響分析70-79
• 4.7 不同加載路徑對成形的影響分析79-82
• 4.8 軸向進給力與進給量的關系82-84
• 4.9 管材脹形主要失效形式84-87
• 4.9.1 破裂84-86
• 4.9.2 起皺86-87
• 4.10 金屬流動規(guī)律87-88
• 4.11 壁厚分布情況88-91
• 4.12 本章小結91-93
• 總結與展望93-95
• 參考文獻95-100
• 致謝10

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